第十一章-第二讲-原子结构与原子核课件

(3)核式结构模型：原子中心有一个很小的

，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的

在核外空间绕核旋转．一、原子结构1．原子的核式结构(1)1909～1911年，英国物理学家

进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．(2)α粒子散射实验①实验装置：如图所示．卢瑟福原方向较大角度核电子②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿

前进，少数发生

偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回．一、原子结构卢瑟福原方向较大角度核电子②实验结果：α粒子穿过1第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件2氢原子光谱有何特点？不连续的、线状谱光谱分析：鉴别物质成分氢原子光谱有何特点？不连续的、线状谱光谱分析：鉴别物质成分3[特别提醒]

氢光谱是线状的、不连续的，波长（频率）只能是分立的值．[特别提醒]氢光谱是线状的、不连续的，波长（频率）只能是分4玻尔玻尔53．玻尔的原子模型(1)玻尔理论①轨道量子化：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是

的．②能量量子化：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是

的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是

的，不向外辐射能量．不连续不连续稳定③跃迁条件：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要

或

一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的

，即hν＝

.放出吸收能量差Em－En3．玻尔的原子模型不连续不连续稳定③跃迁条件：原子从一个能量6－13.60.53－13.60.537氢原子的能级E1=－13.6eV氢原子的能级有何特点？1、总能量为负值2、越往高能级，能级间隔越小问题1：一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态，可能放出几种光子？氢原子的能级E1=－13.6eV氢原子的能级有何特点？1、总8问题2：一群氢原子处于基态，可以吸收下列哪种能量的光子而跃迁到激发态？A、9eVB、12eVC、10.2eVD、12.75eVE、14eV问题3：有一个动能为11eV的自由电子与一个处于基态的氢原子发生碰撞，氢原子是否可以吸收电子的能量而跃迁到激发态？问题2：一群氢原子处于基态，可以吸收下列哪种能量的光子而跃迁91．氢原子从第五能级跃迁到第三能级时氢原子辐射的光子的频率为v，并且能使金属A发生光电效应现象。以下四种判断正确的是：A、氢原子做上述跃迁时，它的电子的轨道半径将增大．B、氢原子从第三能级跃迁到第一能级时氢原子辐射的光子的频率也是v．C、氢原子从第三能级向第一能级跃迁时产生的光子，一定能使金属A产生光电效应现象．D、氢原子从第五能级向第四能级跃迁时产生的光子，一定不能使金属A产生光电效应现象．C1．氢原子从第五能级跃迁到第三能级时氢原子辐射的光子的频率为10[例1]

(双选)氢原子的部分能级如图11－2－2所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子(

)A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光AD[例1](双选)氢原子的部分能级如图11－2－2所示，已知11[归纳领悟](1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．(4)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝Em－En)，均可使原子发生能级跃迁．[归纳领悟](1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光12第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件131．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是(

)A．用波长为60nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B．用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子发生电离C．用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D．用能量为12.5eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态A1．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是()A14第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件152．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogenmuonatom)，它在原子核物理的研究中有重要作用．图11－2－3所示为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于(

)A．h(ν3－ν1)

B．h(ν5＋ν6)C．hν3 D．hν4C2．μ子与氢原子核(质子)构成的原C16第2课时：原子核3．原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)4．放射性同位素 (Ⅰ)5．核力、核反应方程 (Ⅰ)6．结合能、质量亏损 (Ⅰ)7．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 (Ⅰ)8．射线的危害和防护 (Ⅰ)第2课时：原子核3．原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰17二、原子核1．原子核的组成(1)原子核由质子（H）和中子(n)组成，质子和中子统称为核子．(2)原子核的核电荷数(Z)＝质子数，原子核的质量数(A)＝质子数＋中子数＝核子数

，质子和中子都为一个单位质量．(3)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子．同位素在元素周期表中的位置相同，因而具有相同的化学性质．有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．第2课时：原子核二、原子核第2课时：原子核182．原子核的衰变(1)α衰变和β衰变的比较(天然放射现象：贝克勒尔)2．原子核的衰变(天然放射19第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件20第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件21第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件22[思路点拨]解答本题时应注意以下三个方面：(1)α、β衰变的实质．(2)衰变过程中电荷数和质量数所遵循的规律．(3)质量数与质子数和中子数的关系．[思路点拨]解答本题时应注意以下三个方面：23[答案]

B[答案]B24第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件25第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件26答案：B答案：B274．(2010·福建高考)14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(

)4．(2010·福建高考)14C测年法是利用14C衰变规律对28解析：14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半，故其质量减少得越来越慢，C项正确．答案：C解析：14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半29第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件30答案：B答案：B313．核力与核能(1)核力①含义：原子核里的

间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．②特点a．核力是

相互作用的一种表现．b．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内．c．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用．核子强第三课时3．核力与核能核子强第三课时32(2)核能①结合能：把构成原子核的结合在一起的

分开所需的能量．②质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝

.核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝

.核子mc2Δmc2③质能方程的意义：质量和能量是物质的两种属性，质能方程揭示了质量和能量是不可分割的，它建立了两个属性在数值上的关系．④聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3～4倍．(2)核能核子mc2Δmc2③质能方程的意义：质量和能量是物334．链式反应及核反应堆(1)链式反应一个铀核裂变时总要释放出2～3个中子，这些中子还会引起其他的铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的能量，这种反应叫做链式反应．(2)核反应堆：目前正式运行的核电站都是应用

发电的，核电站的核心是核反应堆，核反应堆的主要组成是：①核燃料：用浓缩铀；②减速剂：用石墨、重水或普通水；③控制棒：用镉做成；④冷却剂：用水或液态钠；⑤水泥防护层．裂变4．链式反应及核反应堆裂变34第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件35[思路点拨]解答本题时可按以下思路分析：[思路点拨]解答本题时可按以下思路分析：36第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件37第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件38第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件39[归纳领悟]1．核能的计算方法(1)应用公式ΔE＝Δmc2时应选用国际单位，即ΔE的单位为J，Δm的单位为kg，c的单位为m/s.(2)1u相当于931.5MeV，其中u为原子质量单位：1u＝1.660566×10－27kg,1MeV＝106eV,1eV＝1.6×10－19J(3)应用公式ΔE＝931.5Δm时，ΔE的单位为兆电子伏(MeV)，Δm的单位为原子质量单位．[归纳领悟]402．核反应的四种类型及核反应方程的书写(天然放射现象：贝克勒尔)2．核反应的四种类型及核反应方程的书写(天然放射41(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用42第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件43解析：由核反应中质量数、电荷数守恒可确定X是α粒子．两个核反应中的质量亏损分别为Δm1＝(1.0078＋12.0000－13.0057)u＝0.0021u，Δm2＝(1.0078＋15.0001－12.0000－4.0026)u＝0.0053u，结合爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2知Q1＜Q2，故B正确．答案：B解析：由核反应中质量数、电荷数守恒可确定X是α粒子．答案：B44第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件45答案：B答案：B46第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件47解析：由爱因斯坦质能方程，质量的亏损伴随着能量的变化，释放的核能是(mD－mp－mn)c2，释放的核能与光子的能量在反应后全部转化为反应物的动能，总动能是2Ek,2Ek＝(mD－mp－mn)c2＋E，选C.答案：C解析：由爱因斯坦质能方程，质量的亏损伴随着能量的变化，释放的48点击下图进入“创新演练·大冲关”点击下图进入“创新演练·大冲关”49(3)核式结构模型：原子中心有一个很小的

，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的

在核外空间绕核旋转．一、原子结构1．原子的核式结构(1)1909～1911年，英国物理学家

进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．(2)α粒子散射实验①实验装置：如图所示．卢瑟福原方向较大角度核电子②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿

前进，少数发生

偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回．一、原子结构卢瑟福原方向较大角度核电子②实验结果：α粒子穿过50第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件51氢原子光谱有何特点？不连续的、线状谱光谱分析：鉴别物质成分氢原子光谱有何特点？不连续的、线状谱光谱分析：鉴别物质成分52[特别提醒]

氢光谱是线状的、不连续的，波长（频率）只能是分立的值．[特别提醒]氢光谱是线状的、不连续的，波长（频率）只能是分53玻尔玻尔543．玻尔的原子模型(1)玻尔理论①轨道量子化：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是

的．②能量量子化：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是

的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是

的，不向外辐射能量．不连续不连续稳定③跃迁条件：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要

或

一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的

，即hν＝

.放出吸收能量差Em－En3．玻尔的原子模型不连续不连续稳定③跃迁条件：原子从一个能量55－13.60.53－13.60.5356氢原子的能级E1=－13.6eV氢原子的能级有何特点？1、总能量为负值2、越往高能级，能级间隔越小问题1：一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态，可能放出几种光子？氢原子的能级E1=－13.6eV氢原子的能级有何特点？1、总57问题2：一群氢原子处于基态，可以吸收下列哪种能量的光子而跃迁到激发态？A、9eVB、12eVC、10.2eVD、12.75eVE、14eV问题3：有一个动能为11eV的自由电子与一个处于基态的氢原子发生碰撞，氢原子是否可以吸收电子的能量而跃迁到激发态？问题2：一群氢原子处于基态，可以吸收下列哪种能量的光子而跃迁581．氢原子从第五能级跃迁到第三能级时氢原子辐射的光子的频率为v，并且能使金属A发生光电效应现象。以下四种判断正确的是：A、氢原子做上述跃迁时，它的电子的轨道半径将增大．B、氢原子从第三能级跃迁到第一能级时氢原子辐射的光子的频率也是v．C、氢原子从第三能级向第一能级跃迁时产生的光子，一定能使金属A产生光电效应现象．D、氢原子从第五能级向第四能级跃迁时产生的光子，一定不能使金属A产生光电效应现象．C1．氢原子从第五能级跃迁到第三能级时氢原子辐射的光子的频率为59[例1]

(双选)氢原子的部分能级如图11－2－2所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子(

)A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光AD[例1](双选)氢原子的部分能级如图11－2－2所示，已知60[归纳领悟](1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．(4)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝Em－En)，均可使原子发生能级跃迁．[归纳领悟](1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光61第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件621．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是(

)A．用波长为60nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B．用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子发生电离C．用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D．用能量为12.5eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态A1．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是()A63第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件642．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogenmuonatom)，它在原子核物理的研究中有重要作用．图11－2－3所示为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于(

)A．h(ν3－ν1)

B．h(ν5＋ν6)C．hν3 D．hν4C2．μ子与氢原子核(质子)构成的原C65第2课时：原子核3．原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)4．放射性同位素 (Ⅰ)5．核力、核反应方程 (Ⅰ)6．结合能、质量亏损 (Ⅰ)7．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 (Ⅰ)8．射线的危害和防护 (Ⅰ)第2课时：原子核3．原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰66二、原子核1．原子核的组成(1)原子核由质子（H）和中子(n)组成，质子和中子统称为核子．(2)原子核的核电荷数(Z)＝质子数，原子核的质量数(A)＝质子数＋中子数＝核子数

，质子和中子都为一个单位质量．(3)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子．同位素在元素周期表中的位置相同，因而具有相同的化学性质．有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．第2课时：原子核二、原子核第2课时：原子核672．原子核的衰变(1)α衰变和β衰变的比较(天然放射现象：贝克勒尔)2．原子核的衰变(天然放射68第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件69第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件70第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件71[思路点拨]解答本题时应注意以下三个方面：(1)α、β衰变的实质．(2)衰变过程中电荷数和质量数所遵循的规律．(3)质量数与质子数和中子数的关系．[思路点拨]解答本题时应注意以下三个方面：72[答案]

B[答案]B73第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件74第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件75答案：B答案：B764．(2010·福建高考)14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(

)4．(2010·福建高考)14C测年法是利用14C衰变规律对77解析：14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半，故其质量减少得越来越慢，C项正确．答案：C解析：14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半78第十一章--第二讲--原子结构与原子核课件79答案：B答案：B803．核力与核能(1)核力①含义：原子核里的

间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．②特点a．核力是

相互作用的一种表现．b．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内．c．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用．核子强第三课时3．核力与核能核子强第三课时81(2)核能①结合能：把构成原子核的结合在一起的

分开所需的能量．②质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝

.核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝

.核子mc2Δmc2③质能方程的意义：质量和能量是物质的两种属性，质能方程揭示了质量和能量是不可分割的，它建立了两个属性在数值上的关系．④聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3～4倍．(2)核能核子mc2Δmc2③质能方程的意义：质量和能量是物824．链式反应及核反应堆(1)链式反应一个铀核裂变时总要释放出2～3个中子，这些中子还会引起其他的铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的能量，这种反应叫做链式反应．(2)核反应堆：目前正式运行的核电站都是应用

发电的，核电站的核心是核反应堆，核反应堆的主要组成是：①核燃料：用浓缩铀；②减速剂：用石墨、重水或普通水；③控制棒：用镉做成；④冷却剂：用水或液态钠；⑤水泥防护层．裂